高效率880nm直接泵浦腔内倍频Nd:GdVO4-LBO 670nm红光激光器

摘要

全固态激光器(DiodePumpedSolidStateLaser，DPSSL)的泵浦源和工作物质都是固体材料，其中泵浦源是半导体激光二极管(LD)。热效应是影响全固态激光器发展的瓶颈。为了获得高功率、高效率和高光束质量的DPSSL，本文提出了一种可从根本上解决全固态激光器热效应的方案，即直接泵浦技术。这种泵浦方式可以有效地减少斯托克斯因子损耗，并且可以最大限度的降低热沉积。
　　目前，Nd：GdVO4(矾酸钆)是钒酸盐晶体中热导率最高的激光晶体，虽然它的热导率与Nd：YAG晶体相似，但是它的吸收截面比Nd：YAG晶体大的多。特别是它能掺杂较高浓度的钕离子而不产生荧光浓度淬灭，因此引起人们的特别关注。
　　为此，本文对其进行了深入的研究，主要有以下几个方面的工作：
　　1.简单介绍了全固态激光器的主要特性、优势、应用及发展现状；同时对直接泵浦的发展进行了概述。对全固态激光器中比较常见的固体激光材料的特点进行了对比。
　　2.从理论上讨论了直接泵浦和间接泵浦的区别，以及直接泵浦在减少热效应上的优势。在连续端面泵浦四能级系统模型的基础上，比较了直接泵浦和间接泵浦的激光性能。
　　3.对直接端面泵浦Nd：GdVO4激光器热效应进行研究，介绍并分析了热效应的产生机制，通过与间接泵浦方式对比阐明直接泵浦可以更好的减小热效应。
　　4.实验分析了激光二极管泵浦Nd：GdVO4晶体，利用Nd：GdVO4晶体的4F3/2→4I13/2跃迁获得1340nm激光连续输出，在室温下，用LBO晶体I类临界相位匹配通过腔内倍频获得高效、紧凑的红色激光输出，输出波长为670nm。与808nm激光二级管在高吸收能级4F5/2上泵浦获得的结果比较，证明880nm波长泵浦的优势。